DE2700578C2

DE2700578C2 - Automatisches optisches Fokussiersystem

Info

Publication number: DE2700578C2
Application number: DE2700578A
Authority: DE
Inventors: Gerard Eduard van Eindhoven Rosmalen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1984-04-12
Also published as: AU506049B2; AR212868A1; CA1084741A; AT351823B; GB1567916A; FR2338614A1; CH612531A5; DD129710A5; US4074312A; ES455108A1; BE850460A; BR7700299A; JPS6012692B2; SE7700343L; AU2137177A; DE2700578A1; ZA767247B; IT1076951B; ATA22577A; FR2338614B3

Description

— einer optischen Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des Strahlenbündels (2) zu einem Ausleseflecken (10) in der Fokussierebene und mit einem Gestell, einem mit Linsen versehenen und in der Richtung der optischen Achse gegenüber dem Gestell zum Ändern der Lage der Fokussierebene elektrisch steuerbaren, in Richtung seiner optischen Achse beweglichen Objektiv (7) sowie mit elektrodynamischen Antriebsmitteln, die mindestens eine Steuerspule (13) zum in axialer Richtung Bewegen des Objektivs (7) und folglich Steuern der Lage der Fokussierebene umfassen,

— einem mit dem Strahlenbündel (2) zusammenarbeitenden, schwingenden optischen Element (6), das hochfrequente Schwingungen durchführen kann, wodurch eine hochfrequente Schwingung mit kleiner Amplitude um die ungefähre Lage der Fokussierebene auftritt,

— einem elektrodynamischen Antriebssystem zum hochfrequenten Antreiben des schwingenden optischen Elementes (6) mit mindestens einem Magneten (14) und einer Aniriebsspule (15),

— einem auf das von der Informationsspur modulierte Strahlenbündel (45) reagierenden, strahlungsempfindlichen Detektor (16) zum Erzeugen eines Detektionssignals abhängig von der Lage der Fokussierebene gegenüber der Informationsebene (8) und

— einer Regelschaltung (19) zum Erzeugen eines vom Detektionssignal abhängigen Regelsignals, das der Steuerspule (13) der optischen Fokussiervorrichtung zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet,

— daß das auf das optische Element (6) einfallende Strahlenbündel (2) durch einen homozentrischen Strahlenkegel gebildet wird,

— daß das schwingende optische Element (6) aus einem diesen einfallenden Strahlenkegel reflektierenden, hochfrequente Biegeschwingungen ausführenden Schwingspiegel (Fig.2 bis 4) besteht, der aus einer Basis (30) mit einer reflektierenden Oberfläche (5) besteht, wobei der einfallende Sirahlenkegel nach der Reflexion am Schwingpegel in einen ausfallenden, ebenfalls homozentrischen Strahlenkegel mit variablem öffnungswinkel transformiert wird,

— daß der Schwingspiegel (6) eine im wesentlichen kreisrunde Basis (30) aufweist, die hochfrequente Biegeschwingungen zwischen

einer konkaven und einer konvexen Form durchführt, und

— daß der Schwingspiegel (6) von Unterstützungsmitteln (36) unterstützt wird, die den Schwingspiegel (6) im wesentlichen an der Stelle einer neutralen Zone (38) des Schwingpegels berühren, und zwar an einer Zone, in der die Amplitude der auftretenden hochfrequenten Biegeschwingungen örtlich im wesentlichen gleich Null ist

2. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schwingspiegel (6) außerhalb der neutralen Zone (3S) ein elektrischer Beschleunigungsaufnehmer (21) angeordnet ist, de: mit dem Eingang eines Verstärkers (22) elektrisch verbunden ist, dessen Ausgang mit der Antriebsspule (15) des Schwingspiegels (6) wieder elektrisch verbunden ist.

3. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (21) einen piezoelektrischen Kristall (39) umfaßt, der auf dem Schwingspiegel (6) befestigt ist, sowie eine auf dem Kristall angeordnete Hilfsmasse(46).

4. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (21) an einer Stelle mit dem Schwingspiegel (6) verbunden ist, wo die Biegeschwingung im wesentlichen die größte Amplitude aufweist.

5. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (21) an der der reflektierenden Oberfläche (5) gegenüberliegenden Seite in der Nähe der Mitte mit dem Schwingspiegel (6) verbunden ist.

6. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

■to Schwingspiegel (6) zugleich als Schwenkspiegel in einer kombinierten elektrodynamisch steuerbaren Schwenkschwingspiegelvorrichtung wirksam ist, die eine an sich bekannte Schwenkspiegelvorrichtung zum unter dem Einfluß elektrischer Steuersignale Schwenkenlassen einer reflektierenden Oberfläche (5) um mindestens eine Achse parallel zur reflektierenden Oberfläche zum mit dem Ausleseflecken (10) Folgen in radialem und/oder tangentiellem Sinne einer auf einem sich drehenden Aufzeichnungsträger

(9) angebrachten kreisförmigen oder spiralförmigen Informationsspur umfaßt.

7. Automatisches Fokussiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingschwenkspiegel (6) von Unterstützungsmitteln (36) unterstützt wird, die in geringem Abstand mit einem Tragelement (37) verbunden sind, das für die Schwenkbewegungen schwenkbar gelagert ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches optisches Fokussiersystem für einen Apparat zum Auslesen einer auf einem Aufzeichnungsträger vorgesehenen Informationsspur, mit Hilfe eines in einer Fokussierebene auf dem Aufzeichnungsträger fokussierten und von einem von einer Strahlungsquelle erzeugten Strahlenbündel herrührenden Ausleseflek-

kens — insbesondere für einen mit optischer Auslesung funktionierenden Videoplattenspieler —, und zum automatisch fokussierten Halten des Auslesefleckens während des Abspielens eines Aufzeichnungsträgers auf der Ebene, in der sich die Information befindet (Inforrnationsebene) mit:

— einer optischen Fokussiervorrichtung zum fokussieren des Strahlenbündels zu einem Ausleseflekken in der Fokussierebene und mit einem Gestell, einem mit Linsen versehenen und in der Richtung der optischen Achse gegenüber dem Gestell zum Ändern der Lage der Fokussierebene elektrisch steuerbaren, in Richtung seiner optischen Achse beweglichen Objektiv sowie mit elektrodynamisehen Antriebsmitteln, die mindestens eine Steuerspule zum in axialer Richtung Bewegen des Objektivs und folglich Steuern der Lage der Fokussierebene umfassen,

— einem mit dem Strahlenbündel zusammenarbeitenden, schwingenden optischen Element, das hochfrequente Schwingungen durchführen kann, wodurch eine hochfrequente Schwingung mit kleiner Amplitude um die ungefähre Lage der Fokussierebene auftritt,

— einem elektrodynamischen Antriebssystem zu 11 hochfrequenten Antreiben des schwingenden optischen Elementes mit mindestens einem Magneten und einer Antriebsspule,

— einem auf das von der Informationsspur modulierte Strahlenbündel reagierenden, strahlungsempfindlichen Detektor zum Erzeugen eines Detektionssignals abhängig von der Lage der Fokussierebene gegenüber der Informationsebene und

— einer Regelschaltung zum Erzeugen eines vom Detektionssignal abhängigen Regelsignals, das der Steuerspule der optischen Fokussiervorrichtung zugeführt wird.

Ein derartiges Fokussiersystem ist beispielsweise aus der DE-OS 26 08 035 bekannt. Das mit dem Strahlenbündel zusammenarbeitende, hochfrequent schwingende optische Element wurde dabei durch das Objektiv selbst gebildet. Dazu wurde den elektrodynamischen Antriebsmitteln zum Steuern der ungefähren Lage der Fokussierebene eine hochfrequente Schwingung zugeführt, so daß das ganze Objektiv und damit auch die Fokussierebene eine hochfrequente Schwingung mit geringer Amplitude um die ungefähre Lage der Fokussierebene durchführen konnte. Das Fokussiersystern ist in ein Folgesystem aufgenommen, das dafür sorgt, daß die Fokussierebene ständig der Informationsebene des Aufzeichnungsträgers, beispielsweise einer Videoplatte, folgt. Videoplatten sind niemals völlig flach, so daß beim Abspielen einer Videoplatte ständig Änderungen des Abstandes der Informationsebene von dem Objektiv auftreten werden, die mittels des automatischen Fokussiersystems durch Bewegungen des Objektivs ausgeglichen werden müssen. Das automatische Fokussiersystem ist eines der Regelsysteme, die in einem optisch arbeitenden Videoplattenspieler notwendig sind, wobei es zwischen der sich drehenden Videoplatte und demjenigen Teil des Spielers, der die Information der Videoplatte abtastet, keinen Kontakt gibt. Außer dem automalischen t Fokussiersystem ist noch ein automatisches Spurfolgesystem notwendig, und zwiir vvegen der Schwingungen der Informationsspur beim Abspielen einer Videoplatte.

Das bereits früher vorgeschlagene automatische optische Fokussiersystem zeigt weitgehende Obereinstimmung mit einem aus dem Artikel »Ein Bildplattensystem mit Laseraufzeichnung«, FunVschau 1974, Heft 25, 3041 — 3044, bekannten Spurfolgesystem. Mit Hilfe eirer Folgespiegelvorrichtung und einer Anzahl optischer Elemente wird dabei das Strahlenbündel auf die Informationsspur einer Videoplatte konzentriert Das von der auf der Platte vorhandenen Information

ι» modulierte Strahlenbündel wird danach mit Hilfe einer Fotodiode ausgelesen, d. h. daß durch die Fotodiode die Modulation in der Lichtintensität des Strahlenbündels in eine Spannungsmodulation umgewandelt wird, der geeignete elektronische Mittel zum Erhalten eines geeigneten Video- und Tonsignals zugeführt werden. Das Ausgangssignal der Fotodiode wird auch zur Spurfolgeregelung benutzt, die, wie bereits erwähnt, dazu dient, den Ausleseflecken des Strahlenbündels ständig auf die Informuiionsspur gerichtet zu halten.

2Ii Durch einen hochfrequent schwingenden Schwingspiegel, der das aus der Lichtquelle herrührende Strahlenbündel reflektiert, bevor es die Videoplatte erreicht, werden dem Ausleseflecken kleine periodische Ausweichungen in einer Richtung quer zur Informationsspur erteilt. Durch diese hochfrequenten Bewegungen des Auslesefleckens entstehen hochfrequente Änderungen geringer Amplitude in der Lichtintensität des von der Fotodiode aufgefangenen modulierten Strahlenbündels. Die Amplitude dieser hochfrequenten Lichtänderungen

in sowie die Phasenbeziehung derselben gegenüber den Schwingbewegungen des Schwingspiegels schaffen Information in bezug auf das Ausmaß und die Richtung der Abweichung der gewünschten ungefähren Lage des Auslesefleckens. Diese Information wird mittels einer sogenannten synchronen Detektionsanordnung, d. h. mittels eines phasenempfindlichen Gleichrichters, elektronisch erhalten, welche Anordnung ein Signal erzeugt, das zum Nachregeln des Folgespiegels dem Folgespiegel zugeführt wird, damit die ungefähre Lage des

to Auslesefleckens des Strahlenbündels gegenüber der Informationsspur korrigiert wird.

Bei einer bekannten Folgespiegelvorrichtung ist der Schwingspiegel auf einem piezokeramischen Schwingungserzeuger angeordnet, der mittels eines Oszillators mit einer fest eingestellten Frequenz gespeist wird. Das Oszillatorsignal mit einer Frequenz von etwa 20 kHz wird zugleich zur Detektion der Phasenbeziehung des Oszillatorsignals und des aus der Fotodiode herrührenden hochfrequenten Signals der synchronen Detektionsanordnung zugeführt.

Die Erfindung bezweckt nun, ein automatisches optisches Fokussiersystem der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ohne hochfrequente Bewegung des Objektivs auskommt, um damit Antriebsleistung zu sparen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

— daß das auf das schwingende optische Element '0 einfallende Strahlenbündel durch einen homozen-

trischen Strahlenkegel gebildet wird,

— daß das schwingende optische Element aus einem diesen einfallenden Strahlenkegel reflektierenden, hochfrequente Biegeschwingungen ausführenden Schwingspiegel besteht, der aus einer Basis mit einer reflektierenden Oberfläche besteht, wobei der einfallende Strahlenkegel nach der Reflexion am SchwinsSDiepel in pinen iiiKfaMpnHpn phpnfnlk

homozentrischen Strahlenkegel mit variablem öffnungswinkel transformiert wird,

— daß der Schwingspiegel eine im wesentlichen kreisrunde Basis aufweist, die hochfrequente Biegeschwingungen zwischen einer konkaven und einer konvexen Form durchführt, und

— daß der Schwingspiegel von Unterstützungsmitteln unterstützt wird, die den Schwingspiegel im wesentlichen an der Stelle einer neutralen Zone des Schwingspiegels berühren, und zwar an einer Zone, in der die Amplitude der auftretenden hochfrequenten Biegeschwingungen örtlich im wesentlichengleich Null ist.

Durch die Biegeschwingungen des Schwingspiegels wird sich die Form der reflektierenden Oberfläche während der Biegeschwingungen ändern, wodurch das reflektierte Lichtbündel vom Schwingspiegel in ständig sich änderndem Maße zwischen einem Maximum und einem Minimum konvergiert bzw. divergiert wird. Dadurch entsteht die gewünschte hochfrequente Schwingung der Fokussierebene um die ungefähre Lage.

Es ist aus der DE-AS 23 23 586 an sich bekannt, in einer Fokussierungsanordnung einen reflektierenden Spiegel mit veränderbarer Krümmung einzusetzen. Ebenfalls ist es aus dieser DE-AS bekannt, daß beim Verstellen der gekrümmten Spiegeloberfläche der einfallende Kegelstrahl in einen ausfallenden, ebenfalls homozentrischen Strahlenkegel mit variablem öffnungswinkel transformiert wird. Der Spiegel ist aber nicht als Schwingspiegel ausgebildet. Das Objektiv wird nicht nachgeführt, und die Korrektur der Fokussierungsfehler findet mittels einer Änderung des öffnungswinkels des Spiegels statt. Es werden deshalb an die Genauigkeit der Krümmung der Spiegeloberfläche sehr hohe Anforderungen gestellt.

Beim Fokussiersystem nach der Erfindung muß der Spiegel, wenn er in Ruhe ist, genau flach sein. An die kleinen Krümmungen der Spiegeloberfläche während des Betriebes werden kaum Anforderungen gestellt. Die Verschiebung der Optik als das die exakte Fokussierungseinsteilung bewirkende Element ist aus dem Stand der Technik (DE-OS 25 04 570) allgemein bekannt.

Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Vorteil, daß der Schwingspiegel nicht von einem auf eine feste Frequenz abgestimmten Oszillator angetrieben zu werden braucht. Diese Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, daß auf dem Schwingspiegel außerhalb der neutralen Zone ein elektrischer Beschleu- «ΐ~.·ηητη..Γπ nUn.A' η .-« r~n ·~- *"i r* r\ * τ, r\ π r· rrt t t ^1ΟΓΤ> P t Π ΙΎ 'Λ Π (T lllgUIIgaaUlllt-tllllV-l ailgWU[Ulll.l m, uci imiuviti L-iii^u'.geines Verstärkers elektrisch verbunden ist. dessen Ausgang wieder mit der Antriebsspule des Schwingspiegels elektrisch verbunden ist. Durch eine richtige Wahl der maximalen Amplitude der der Antriebsspule zugeführten Spannung und durch etwaige Verwendung phasendrehender Netzwerke kann auf diese Weise eine Schleife geschaffen werden, in der soviel Phasendrehung auftritt, daß diese unstabil wird und mit der Eigenfrequenz schwingt

Mit Vorteil kann eine Ausführungsform verwendet werden, die das Kennzeichen aufweist, daß der Beschleunigungsaufnehmer einen piezoelektrischen Kristall enthält, der auf dem Schwingspiegel angeordnet ist, sowie eine auf dem Kristall befestigte Hilfsmasse. Ein derartiger Beschleunigungsaufnehmer läßt sich äußerst klein gestalten und eignet sich zu dem betreffenden Zweck. Vorzugsweise wird dabei der Beschleunigungsaufnehmer an einer Stelle mit dem Schwingspiegel verbunden, wo die Biegeschwingung im wesentlichen die größte Amplitude aufweist. Bei dem bereits beschriebenen kreisrunden Schwingspiegel wird der Beschleunigungsaufnehmer vorzugsweise an e'er der reflektierenden Oberfläche gegenüberliegenden Seite in der Nähe der Mitte angeordnet. Dieser Punkt wird zwar vielleicht nicht die größte Amplitude aufweisen, aber bei einer derartigen Ausführungsform

ίο wird der hinzutretende Vorteil eines symmetrischen Aufbaues erhalten. Die Erfindung bietet die Möglichkeit einer sehr vorteilhaften Ausführungsform, die das Kennzeichen aufweist, daß der Schwingspiegel zugleich als Schwenkspiegel in einer kombinierten elektrodyna-

misch steuerbaren Schwenkspiegelvorrichtung mit einer an sich bekannten Schwenkspiegelvorrichtung zum unter dem Einfluß elektrischer Steuersignale Schwenken lassen einer reflektierenden Oberfläche um mindestens eine Achse parallel zur reflektierenden Oberfläche zum mit einem Ausleseflecken Folgen in radialem und/oder tangentiellem Sinne einer auf einem sich drehenden Aufzeichnungsträger vorgesehenen kreisförmigen oder spiralförmigen Informationsspur. Dadurch, daß bei dieser Ausführungsform der Spiegel für verschiedene Zwecke verwendet wird und zwar einmal als Schwenkspiegel zum radialen und/oder tangentiellen Folgen und andererseits als Schwingspiegel zum automatischen Fokussieren, wird eine gedrängte und relativ einfache Lösung erzielt. Nach einer Ausführungsform kann ein derartiger kombinierter Schwingschwenkspiegel von Unterstützungsmitteln unterstützt werden, die in einem geringen Abstand von dem Spiegel mit einem Tragelement verbunden sind, das zwecks der Schwenkbewegungen schwenkbar gelagert ist. Dadurch wird ein relativ einfacher Aufbau des Schwingschwenkspiegels erhalten, wobei vermieden wird, daß die Lagerung die hochfrequente Schwingung beeinflußt oder umgekehrt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den

Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des automatischen optischen Fokussiersystems nach der Erfindung, wie dies in einem Videoplattenspieler verwendet wird,

Fig. 2 eine schaubildliche Seitenansicht zum Teil im Schnitt einer Ausführungsform einer kombinierten Schwenkschwingspiegelvorrichtung mit einem kreisrunden Schwenkschwingspiegel,

F i g. 3 eine schematische Darstellung in übertrieben

vergrößertem Maßstab der Formänderung, die der kreisrunde Schwenkschwingspiegel nach Fig. 2 während der hochfrequenten Schwingungen erfährt,

Fig.4 eine Draufsicht der Schwenkschwingspiegelvorrichtung nach F i g. 2, wobei deutlichkeitshalber eine

Abdeckhaube auf der Oberseite der Vorrichtung entfernt worden ist

Die schematische Darstellung nach F i g. 1 zeigt eine Strahlungsquelle 1, beispielsweise einen Laser. Diese Strahlungsquelle erzeugt ein Strahlenbündel 2, das

durch eine Linse 3, einen halbdurchlässigen Spiegel 4 und die reflektierende Oberfläche 5 des Schwingschwenkspiegels 6 und ein Fokussierungsobjektiv 7 auf die Informationsebene 8 eines sich drehenden Aufzeichnungsträgers, d.h. einer Videoplatte 9, zu einem

Ausleseflecken 10 konzentriert wird. Mit Hilfe einer Antriebsspinde] 11 kann die Videoplatte mit einer Geschwindigkeit von 1500 bzw. 1800 Umdrehungen/Minute abhängig von der Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hz

gedreht werden. Für weitere allgemeine Information in bezug auf einen Videoplattenspieler sowie Videoplatten der Art, die auch in Fig. 1 gemeint ist, wobei die Informationsebene sich in der Platte befindet und das Strahlenbündel durch einen transparenten Teil 12 hindurchtreten muß, bevor die Informationsebene erreicht wird, wird auf den Artikel »Das Philips-»VLP«- System«, Philips Technische Rundschau 33, Seiten 190—193 verwiesen.

Von der optischen Fokussiervorrichtung, die einen ι ο Teil des automatischen optischen Fokussiersystems bildet, ist ausschließlich das Objektiv 7 sowie eine Steuerspule 13 auf schematische Weise angegeben. Für mehr Information in bezug auf eine geeignete Ausführungsform einer optischen Fokussiervorrichtung wird ebenfalls auf den obengenannten Artikel verwiesen sowie auf die DE-OS 26 08 035.

Der Ausleseflecken 10 wird durch Fokussierung in einer imaginären Fokussierebene des Strahlenbündels 2 durch die Fokussiervorrichtung 7 erhalten. In der in F i g. 1 dargestellten schematischen Darstellung fällt die Fokussierebene mit der Informationsebene 8 der Videoplatte zusammen. Das mit dem Strahlenbündel 2 zusammenarbeitende hochfrequent schwingende optische Element, das eine hochfrequente Schwingung mit geringer Amplitude der Fokussierebene um die ungefähre Lage verursacht, wird in der schematischen Darstellung durch den Schwenkschwingspiegel 6 gebildet. Dieser wird mittels eines elektrodynamischen Antriebssystems mit einem ringförmigen Magneten 14 und einer Antriebsspule 15 hochfrequent angetrieben. Diese und ähnliche konstruktiven Einzelheiten der Schwenkschwingspiegelvorrichtung werden untenstehend bei der Beschreibung der F i g. 2 und 4 näher erläutert.

Die Informationsfläche 8 der Videoplatte 9 ist reflektierend ausgebildet. Das reflektierte Strahlenbündel wird durch das Objektiv 7 zum Schwingschwenkspiegel 6 zurückgeworfen und erreicht durch die Oberfläche des halbdurchlässigen Spiegels 4 einen auf das von der Informationsspur modulierte Strahlenbündel reagierenden strahlungsempfindlichen Detektor 16. Dieser dient zum Erzeugen eines Detektionssignals, das von der Lage der Fokussierebene gegenüber der Informationsfläche 8 abhängig ist. Dieses Detektionssignal ist in der Figur auf symbolische Weise mittels des Pfeiles 17 angegeben. Der Detektor 16 liefert außer dem Detektionssignal 17 noch ein Ausgangssignal 18, das die Information der Videoplatte enthält und elektronischen Mittein zugeführt wird, die die Videoinformation und auch die Audioinformation weiter auf geeignete Weise verarbeiten.

Die als Detektor wirksame Fotodiode 16 bildet einen Teil eines Regelkreises, der außer der Fotodiode eine Anzahl anderer Schaltungselemente aufweist, und zwar eine phasenempfindliche Gleichrichterschaltung SD (nachstehend als Synchrondetektor bezeichnet), einen elektronischen Regler 19, einen Verstärker 20, die Steuerspule 13 und das Objektiv 7. Die selbstschwingende Schleife zum Erzeugen der hochfrequenten Biegeschwingungen des Schwenkschwingspiegels 6 weist die folgenden Elemente auf: den Schwenkschwingspiegel 6 selbst, einen piezokeramischen Beschleunigungsaufnehmer 21, einen Verstärker 22, ein amplitudenbegrenzendes Netzwerk 23, ein phasendrehendes Netzwerk 24, einen Verstärker 25 und die hochfrequente Antriebsspule 15. Die jeweiligen Elemente dieser selbstschwingenden Schleife sind derart auf die für den Fachmann auf der Hand liegende Weise aufeinander abgestimmt, daß die Biegeschwingung des Schwenkschwingspiegels 6 mittels der hochfrequenten Antriebsspule 15 beibehalten wird. Das Ausgangssignal 26 des Verstärkers 25 wird außer der hochfrequenten Antriebsspule 15 auch einem zweiten phasendrehenden Netzwerk 27 zugeführt, dessen Ausgangssignal 28 als zweites Eingangssignal für den Synchrondetektor SDdient.

Das Ausgangssignal 29 des Synchrondetektors ist, was die Größe anbelangt, von der Größe des hochfrequenten Teils des vom Detektor 16 gelieferten Signals und, was die Polarität anbelangt, die positiv oder negativ sein kann, von der Phasenbeziehung zwischen den aus der schwingenden Schleife, d. h. von dem Ausgangssignal 26 des Verstärkers 25 und dem hochfrequenten Teil des Ausgangssignals 17 des Detektors 16 abhängig. Dieses Ausgangssignal wird über den elektronischen Regler 19 und den Verstärker 20 der Steuerspule 13 zum Korrigieren der ungefähren Lage des Objektivs 7 zugeführt.

Die Fig.2 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsform einer Schwingschwenkspiegelvorrichtung, wie diese in einem automatischen optischen Fokussiersystem nach F i g. 1 verwendet werden könnte. Das schwingende optische Element besteht, wie bereits erwähnt, aus dem Schwingschwenkspiegel 6. Dieser umfaßt eine aus Quarz bestehende Basis 30, auf der eine reflektierende Schicht angebracht ist, die äußerst dünn und in der Figur nicht dargestellt worden ist. Dieser Schwingschwenkhebel ist im wesentlichen kreisrund und zum Durchführen von hochfrequenten Biegeschwingungen zwischen einer konvexen und einer konkaven Form eingerichtet, siehe insbesondere F i g. 3.

In dieser letzteren Figur ist der kreisrunde Schwingschwenkspiegel 6 auf übertriebene Weise in zwei äußersten Biegestellungen dargestellt, und zwar in der konkavsten Form mit gezogenen Linien und in der konvexesten Form mit gestrichelten Linien. Jeder Punkt der reflektierenden Oberfläche 5 macht hin- und hergehende Bewegungen in der Richtung des durch 31 bezeichneten doppelten Pfeiles. Ein einziger Lichtstrahl 32 des Laserbündels 2 trifft den Spiegel in einem Winkel von etwa 45° mit der neutralen optischen Achse 33. Dies ist die Normale auf der reflektierenden Oberfläche 5 und durch die Mitte des Schwingschwenkspiegels gehend beim Fehlen von Biegeschwingungen. Der bei der maximal konvexen Form des Schwingschwenkspiegels auftretende zurückgeworfene Strahl ist durch eine ausgezogene Linie dargestellt und mit dem Bezugszeichen 34 angegeben, der bei dem maximal konkav gekrümmten Schwingspiegel zurückgeworfene Strahl ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt und mit dem Bezugszeichen 35 angegeben. Aus der Zeichnung dürfte es einleuchten, daß wenigstens ein Anteil der durchgeführten Biegeschwingung, die die Richtung 31 aufweist, die Richtung der reflektierten Strahlen 34 und 35 hat

Der Schwingschwenkspiegel 6 wird von Unterstützungsmitteln 36' und 36" unterstützt Wenn untenstehend von diesen identischen Unterstützungsmitteln im allgemeinen die Rede ist wird dabei der Akzent fortgelassen. Dasselbe gilt in bezug auf andere einander identische Einzelteile, wie die vier Spulen 15, die in F i g. 4 mit Hilfe von Akzenten voneinander unterschieden werden können.

Die Unterstützungsmittel 36 bestehen aus einem Gummimaterial, das sich an die Basis 30 sowie an eine Trägerplatte 37 heftet Sie berühren den Schwingschwenkspiegel 6 im wesentlichen an der Stelle einer

kreisförmigen neutralen Zone, die in Fig.4 mit dem Bezugszeichen 38 angegeben ist. An der Stelle dieser kreisförmigen Zone ist die Amplitude der auftretenden hochfrequenten Biegeschwingung im wesentlichen gleich Null, so daß die Unterstützungsmittel 36 den Schwingschwenkspiegel möglichst wenig bei der schwingenden Bewegung beeinflussen und möglichst wenig Dämpfung verursachen.

Auf der Unterseite der Basis 30, d. h. auf der Seite gegenüber der reflektierenden Oberfläche 5, kann in der Nähe der Mitte des Schwingschwenkspiegels ein piezokeramischer Beschleunigungsaufnehmer angeordnet werden. Dies ist in den Figuren nicht dargestellt, kann jedoch auf eine für den Fachmann auf der Hand liegende Weise, beispielsweise durch Verkleben erfol- !5 gen. Wie in F i g. 1 angegeben ist, kann der piezoelektrische Beschleunigungsaufnehmer aus einem piezoelektrischen Kristall 39 bestehen, der mit Hilfe eines Klebestoffes auf dem Spiegel 6 angeordnet ist und auf dem ebenfalls durch Verkleben eine Hilfsmasse 40 befestigt sein kann. Durch die Druck- und Zugspannungen, die im Kristall 39 während der Schwingung auftreten, werden elektrische Signale erzeugt, die der Beschleunigung der Hilfsmasse 40 und folglich der Beschleunigung des Schwingschwenkspiegels 6 proportional sind.

Wie bereits vorher erwähnt, bildet die Vorrichtung nach F i g. 2 und 4 eine kombinierte Schwingschwenkspiegelvorrichtung. Außer dem Schwingschwenkspiegel 6, den Unterstützungen 36 und der Tragplatte 37 umfaßt diese Vorrichtung noch ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 41, eine Schraubkappe 42 und eine Lagerung 43 für den Schwingschwenkspiegel. Das Gehäuse 41 besteht aus Aluminium und trägt an der Innenseite die in viertelzylindrischer Form gebogenen Steuerspulen 15. Diese Steuerspulen arbeiten mit dem ringförmigen diametral magnetisierten dauermagnetischen Ring 14 zusammen, der am Umfang der Basis des Schwingschwenkspiegels 6 durch Verkleben befestigt ist. Mittels der vier Steuerspulen 15 kann der Schwingschwenkspiegel 6 um jede Achse senkrecht zur neutralen optischen Achse 33 und durch einen fiktiven Lagerpunkt A gehend geschwenkt werden. Diese Schwenkbewegungen können immer als Schwenkbewegungen um zwei senkrecht aufeinander stehende Schwenkachsen betrachtet werden, wobei Schwenkungen um die eine Schwenkachse durch die zwei Steuerspulen 15' und 15'" und um die andere Schwenkachse durch die zwei Steuerspulen 15" und 15"" erzeugt werden. Für die hochfrequente Biegeschwingung des Schwingschwenkspiegels muß den vier Spulen 15 gleichzeitig dasselbe hochfrequente Signal zugeführt werden. In F i g. 1 werden die vier Spulen 15' bis 15"" zusammen durch eine einzige Spule 15 symbolisiert. Die Schwenkbewegungen um die beiden genannten senkrecht aufeinanderstellenden Schwenkachsen sind für ein radiales und tangentielles Folgen der Informationsspur auf der Videoplatte gemeint. Die Konstruktion der Lagerung 43 wird an dieser Stelle nicht näher beschrieben, siehe dazu die von der Anmelderin bereits eingereichte, noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung PHN. 8 191. Zum richtigen Verständnis der vorliegenden Schwingschwenkspiegelvorrichtung reicht es an dieser Stelle zu bemerken, daß diese Lagerung eine Silikonkautschukmasse 44 umfaßt, wodurch der Schwenkspiegel elastisch gelagert ist. Im wesentlichen wird durch die Lagerung 43 die Tragplatte 37 gelagert, jedoch ist damit der Schwingschwenkspiegel mittels der Unterstützungen 36 verbunden, so daß die Schwenkbewegungen der Tragplatte 37 auf den Schwingschwenkspiegel 6 übertragen werden. Die hochfrequenten Schwingungen des Schwingschwenkspiegels werden jedoch nicht auf die Tragplatte 37 und die Lagerung 43 übertragen, weil, wie bereits obenstehend erwähnt, die Unterstützungen 36 sich an der Stelle der neutralen Zone 38 des Schwingschwenkspiegels befinden. Auf diese Weise wird die Tragplatte 37 und die Lagerung 43 sowie die übrigen Teile der Schwingschwenkspiegelvorrichtung gegenüber den hochfrequenten Schwingungen des Schwingschwenkspiegels 6 isoliert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatisches optisches Fokussiersystem für einen Apparat zum Auslesen einer auf einem Aufzeichnungsträger (9) vorgesehenen Informationsspur, mit Hilfe eines in einer Fokussierebene auf dem Aufzeichnungsträger fokussierten und von einem von einer Strahlungsquelle (1) erzeugten Strahlenbündel (2) herrührenden Auslesefleckens, — insbesondere für einen mit optischer Auslesung funktionierenden Videoplattenspieler —, und zum automatisch fokussierten Halten des Ausleseflekkens (10) während des Abspielens eines Aufzeichnungsträgers auf der Ebene, in der sich die Information befindet (Informationsebene; 8) mit: